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Teoría básica sobre gases

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GASEs aquella fase en la cual, la materia posee la capacidad de expandirse completamente en un recipiente a una densidad uniforme, de aqu que no posee volumen constante ni forma definida. GAS IDEAL Ley de Boyle:Es llamada ley de las isotermas, ya que la temperatura es constante. Esta ley nos dice que el volumen de un peso dado a cualquier gas seco, a temperatura constante, varia inversamente a la presin a que se somete. En realidad, el producto PV no es absolutamente constante para todos los gases. Los gases no cumplen exactamente la ley de BoyleMariotte, especialmente a presiones elevadas y a bajas temperaturas, por lo que esta ley es tan solo aproximada. Un gas que se supone cumple la ley de BoyleMariotte se conoce como gas perfecto o mejor gas ideal se entiende como gas ideal a aquel en el cual tiende a cero el valor de las fuerzas atractivas de las molculas y es despreciable el pequeo volumen propio de las molculas frente al gran volumen que ocupa el gas. El helio es el gas que ms se aproxima a un comportamiento ideal, no obstante la presin debe ser baja. Ley de Charles Gay Lussac:Se le conoce tambin como ley de las isobaras ya que se mantiene a presin constante, todos los gases se dilatan igualmente por los mismos grados de calor y que por consecuencia su mayor o menor densidad, su mayor o menor solubilidad en agua y su naturaleza particular no influyen nada sobre su dilatacin. Esta ley nos dice que el volumen es directamente proporcional a su temperatura absoluta siempre y cuando la presin sea constante tambin existe un segundo caso que nos dice que a volumen constante la presin de una determinada masa de un gas aumenta por cada centgrado de elevacin en su temperatura.(3)GAS REAL Las condiciones o postulados en que se basa la teora cintica de los gases no se pueden cumplir y la situacin en que ms se aproximan a ellas es cuando la presin y la temperatura son bajas; cuando stas son altas el comportamiento del gas se aleja de tales postulados, especialmente en lo relacionado a que no hay interaccin entre las molculas de tipo gravitacional, elctrica o electromagntica y a que el volumen ocupado por las molculas es despreciable comparado con el volumen total ocupado por el gas; en este caso no se habla de gases ideales sino de gases reales.Como el gas real no se ajusta a la teora cintica de los gases tampoco se ajusta a la ecuacin de estado y se hace necesario establecer una ecuacin de estado para gases reales.La ecuacin ms sencilla y la ms conocida para analizar el comportamiento de los gases reales presenta la siguiente forma:P.V = Z.R.T (1)P: presin absoluta.v: volumen.R: constante universal de los gases.T: temperatura absoluta.Z se puede considerar como un factor de correccin para que la ecuacin de estado se pueda seguir aplicando a los gases reales. En realidad Z corrige los valores de presin y volumen ledos para llevarlos a los verdaderos valores de presin y volumen que se tendran si el mol de gas se comportara a la temperatura T como ideal. Z se conoce como factor de supercompresibilidad, y depende del tipo de gas y las condiciones de presin y temperatura a que se encuentra; cuando stas son bajas, prximas a las condiciones normales, Z se considera igual a uno.Cuando se trata de gases reales, la presin indicada por el registrador de presin es menor que la presin a la que se encontrara el gas si fuera ideal pues hay que descontar las interacciones entre las molculas y por otra parte el volumen disponible para el movimiento de las molculas es menor que el volumen del recipiente pues no se puede despreciar el volumen ocupado por las molculas.DENSIDAD Y PESO ESPECFICO DE LOS GASES La densidad es la masa de la unidad de volumen de un material.Densidad relativa de un gas se llama a la relacin existente entre su densidad y la de un gas tipo.El peso especfico de un gas es la relacin de su densidad con respecto a la densidad del aire, a las mismas condiciones de temperatura y presin, resulta entonces que el peso especfico no es ms que la densidad relativa de un gas con respecto al aire. El peso especfico y en general cualquier densidad relativa no tiene dimensiones.DETERMINACION DE LOS PESOS MOLECULARES El mtodo de Vctor Meyer es conveniente para la determinacin de los pesos moleculares de sustancias que pueden pesarse al estado lquido, eliminando de esta manera la necesidad de pesar grandes recipientes cuando dichas sustancias se encuentran al estado gaseoso. Se funda que al colocar en una ampolla de vidrio una cantidad determinada del liquido, se le evapora a temperatura constante, originando que sea desalojado del aparato un volumen equivalente de aire que es medido en una bureta de gases, a temperatura y presin conocidas, o lo que es lo mismo, que el volumen del vapor se mide indirectamente por igual volumen de aire desalojado por aquel. (3)CALOR ESPECFICOCalor especfico a presin constante Cp: Representa la cantidad de calor que hay que suministrar a una unidad de masa de una sustancia, a presin constante, para elevar un grado su temperatura.Clculo del calor especfico a presin constante (Cp) de una mezcla: El calor especfico de la mezcla a presin constante, se calcula mediante la siguiente frmula:Donde,Cp: calor especfico de la mezcla, a presin constante.xi: fraccin molar del componente i.Cpi: calor especfico del componente i, a presin constante.n: nmero total de componentes en la mezcla.Calor especfico a volumen constante Cv: Representa la cantidad de calor que hay que suministrar a una unidad de masa de una sustancia, a volumen constante, para elevar un grado su temperatura.Clculo del calor especfico, a volumen constante (Cv) de una mezcla: El calor especfico de la mezcla a volumen constante, se calcula mediante la siguiente frmula:

Donde,Cv: calor especfico de la mezcla, a presin constante.xi: fraccin molar del componente i.Cvi: calor especfico del componente i, a presin constante.n: nmero total de componentes en la mezcla.

Relacin entre Cv y Cp:Cp - Cv = R Donde,R: constante universal de los gases.

Determinacin de la relacin k: La relacin k est dada por la relacin:k = kp/kvEs adimensional.(4)